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(1.吉林鐵道職業(yè)技術學院，吉林 吉林 132001；2.吉林鐵道勘察設計研究院有限公司，吉林 吉林 132001)

引言

混凝土外加劑是現(xiàn)今混凝土材料必需的組成部分。在混凝土拌制過程中，雖然外加劑的用量不多，但其對有效提高混凝土性能、降低建設成本有著極其重要的作用。采用外加劑已成為提高混凝土質量、改善施工性能、節(jié)約原材料、縮短施工周期、降低工程成本、滿足工程要求的重要途徑。

混凝土外加劑種類多、成分復雜，如何在保證混凝土質量的前提下正確使用混凝土外加劑，以達到改善混凝土某些性能的目的，是當前土建工程從業(yè)人員研究的重要課題之一。

1 混凝土外加劑與水泥相容性對混凝土質量的影響

我國幅員遼闊，不同地區(qū)礦產資源的成分不同，水泥的生產工藝不盡相同，生產的水泥品種也不同；同一強度等級的水泥，熟料的礦物組成也可能存在較大差異。這些差異導致在實際應用中經常會出現(xiàn)混凝土外加劑與水泥不相容的問題。在混凝土配比相同的情況下，相同摻量、相同品種的混凝土外加劑常常會由于水泥品種不同，其應用效果的差異較大。同種混凝土外加劑在某種水泥中的應用效果較好，而在其他種類水泥中的應用效果可能會較差，甚至出現(xiàn)相反的效果，導致質量事故。

混凝土外加劑與水泥不相容給混凝土工程帶來的質量問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)新拌制的混凝土坍落度損失快，影響混凝土的澆筑和振搗。

(2)施工時，混凝土硬化以后強度出現(xiàn)明顯下降，達不到質量要求，造成經濟損失。

(3)混凝土的抗?jié)B性和耐久性明顯降低，收縮性加大，給混凝土的后期使用帶來諸多不便。

(4)混凝土泌水、離析、分層現(xiàn)象比較嚴重，致使混凝土質量明顯降低。

(5)預拌混凝土在攪拌過程中出現(xiàn)不正常的凝結，影響混凝土的均勻性。

(6)大體積混凝土存在裂縫，致使工程質量受到較大影響。

2 混凝土外加劑與水泥不相容的原因

2.1 水泥方面的原因

2.1.1 生產水泥的原材料

常用的原材料有：石灰石、白堊、黏土、頁巖、鐵礦石等。因礦石成分的不確定性，導致水泥中礦物組成變動性大，使水泥與外加劑不相容。

2.1.2 生產水泥時加入的混合材

常用的混合材有：火山灰、粉煤灰、粒化高爐礦渣、煤矸石、沸石、石灰石、石英巖、爐渣、硅錳渣、硫酸鋁渣等。有些材料的內比表面積大，如沸石、硫酸鋁渣吸水量大，爐渣、礦渣呈多孔結構，這些材料與外加劑的相容性均較差。

2.1.3 生產水泥時加入的調凝材料

水泥的調凝材料有：二水石膏、無水石膏、硬石膏、磷石膏、氟石膏、電石渣等。工業(yè)上使用的廢石膏大多呈酸性，與天然石膏相比，其溶解度低，導致水泥由于缺少硫酸根離子而凝結異常，影響其與外加劑的相容性。二水石膏的調凝效果要比半水石膏和無水石膏好得多。水泥的粉磨溫度通常較高，容易使二水石膏脫水或半水石膏再脫水成硬石膏，致使混凝土外加劑與水泥的相容性變差。

2.1.4 水泥的礦物組成

水泥中的主要礦物成分C3A、C3S是影響其與外加劑相容性的主要因素，通常C3A含量低的水泥，其適應性良好，坍落度損失??；而C3A含量高的水泥，需要較多的石膏作調凝劑。如果混凝土拌合物中硫酸根濃度低，則新拌混凝土坍落度損失快。

2.2 外加劑方面的原因

2.2.1 外加劑的摻量

同一品種水泥在相同的配合比下，存在著外加劑最佳摻量的問題，因此在摻拌之前一定要通過試驗確定最佳摻量。摻量對混凝土的技術經濟效果影響很大，摻量過大或過小都可能造成質量問題。

2.2.2 外加劑的摻加方法

大量的混凝土外加劑的試驗表明，后摻法比先摻法的混凝土工作性能要好，而且要達到相同的效果，后摻法的摻量在通常情況下會更小，這與混凝土外加劑與水泥顆粒的吸附和分散有關。

2.2.3 摻加外加劑后的攪拌時間

攪拌時間會影響混凝土的工作性，包括坍落度、凝結時間、離析、泌水等現(xiàn)象以及混凝土的強度和耐久性。若攪拌速度過快，會破壞水泥漿中的膠體結構和水泥顆粒表面形成的雙電層膜，致使混凝土的凝結時間、坍落度損失、泌水量受到較大影響。

2.3 其他原因

2.3.1 施工環(huán)境

若施工時氣溫較高，水泥水化速度快，同時混凝土表面水分蒸發(fā)過快，混凝土內的游離水通過毛細管源源不斷地補充到混凝土表面。一方面水泥水化加快，另一方面混凝土中的游離水由于大量被蒸發(fā)，致使新拌混凝土坍落度損失加快。

2.3.2 混凝土配合比

混凝土配合比對外加劑相容性的影響較大，如砂率、石子的形狀和級配、水灰比等參數(shù)，對混凝土的保水性、流動性、粘聚性、密實性等均有重要影響。另外，有些預拌混凝土廠家為了追求最大利益，用較少的膠凝材料配制較高強度等級的混凝土；用較小的水灰比配制較密實的混凝土，這些都易引起外加劑與水泥的不相容。

3 混凝土外加劑與水泥不相容的預防

3.1 水泥的質量控制

對于水泥生產廠家來講，水泥產品一定要滿足水泥產品國標的質量要求，確保各項技術性能的穩(wěn)定。只有這樣，才能保證在外加劑質量不變的前提下與水泥有較好的相容性。

3.2 外加劑的質量控制

對于外加劑生產廠家來講，任何一種性能的外加劑都要滿足相關標準的質量要求，按照GB 50119—2013《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》正確地選用混凝土外加劑，摻量要合理、準確。

3.3 預拌混凝土的制備

對于預拌混凝土生產廠家來講，在拌制混凝土的過程中，不得因為水泥和外加劑供應不及時而臨時更換品種；不得隨意更換混凝土摻合料；不是同一廠家的外加劑不得混在一起攪拌；骨料不得含有大量的泥塊，保證混凝土骨料的質量。

混凝土生產不能一味地追求降低成本，要注意水泥或摻合料對外加劑的實際需要，在摻配之前要做相容性試驗，取得最佳摻量，做到既經濟又合理。

3.4 科學合理地設計混凝土配合比

混凝土配合比對水泥與外加劑相容性的影響很大，尤其要注意以下幾點：

(1)正確使用保羅米公式，嚴格按公式選取水灰比和水泥用量，按混凝土的性能要求設計配合比。

(2)砂率對混凝土的流動性影響很大，砂率過大會使混凝土的流動性降低，使坍落度損失過快。

(3)粗骨料的形狀、吸水量、顆粒級配，對混凝土流動性、粘聚性、保水性以及密實性等的影響很大。

(4)降低水灰比可以提高混凝土的強度，通過試驗可以找到一個水灰比的最佳值，從而使混凝土的各項性能得到改善，同時使水泥水化時有足夠量的水溶解石膏，保證硫酸根離子的濃度，改善外加劑與水泥的相容性。

4 結語

混凝土外加劑與水泥相容性的問題是當今混凝土研究的重要課題之一，隨著研究的不斷深入和工程技術人員的實踐摸索，混凝土外加劑與水泥相容性的問題一定會有更好的解決辦法。對于從業(yè)人員來講，在使用外加劑之前一定要進行其與水泥的相容性試驗，嚴格按GB 50119—2013《混凝土外加劑技術規(guī)范》選用外加劑，以確?；炷凉こ藤|量。

參考文獻：

[1] 李崇智.《混凝土外加劑與水泥相容性與復配應用技術》專題講座[R].北京：北京建筑工程學院，2012.